Los científicos de la Universidad de Rice y la Universidad Ben-Gurion del Negev BGU han descubierto que el grafeno inducido por láser LIG es un material antiincrustante altamente eficaz y, cuando está electrificado, destruye las bacterias.
LIG es una versión esponjosa de grafeno, la capa de átomos de carbono de un solo átomo. El laboratorio de Rice del químico James Tour lo desarrolló hace tres años quemando parcialmente una lámina de poliimida económica con un láser, que convirtió la superficie en una red.de láminas de grafeno interconectadas. Desde entonces, los investigadores han sugerido usos para el material en dispositivos electrónicos portátiles y celdas de combustible y para superficies superhidrofóbicas o superhidrófilas.
Según su informe en la American Chemical Society Materiales e interfaces aplicados por ACS , LIG también protege las superficies de la bioincrustación, la acumulación de microorganismos, plantas u otro material biológico en superficies húmedas.
"Esta forma de grafeno es extremadamente resistente a la formación de biopelículas, que promete lugares como plantas de tratamiento de agua, operaciones de perforación de petróleo, hospitales y aplicaciones oceánicas como tuberías submarinas que son sensibles a la contaminación", dijo Tour. "El antibacterianocualidades cuando se aplica electricidad es un gran beneficio adicional ".
Cuando se usan como electrodos con un pequeño voltaje aplicado, LIG se convierte en el equivalente bacteriano de un asesino de insectos en el patio trasero. Las pruebas sin la carga confirmaron lo que se sabía desde hace mucho tiempo: que las nanopartículas a base de grafeno tienen propiedades antibacterianas. Cuando 1.1 a 2.5 voltios eranaplicados, los electrodos LIG altamente conductivos "mejoraron enormemente" esas propiedades.
Bajo el microscopio, los investigadores observaron cómo las bacterias Pseudomonas aeruginosa marcadas con fluorescencia en una solución con electrodos LIG por encima de 1.1 voltios fueron atraídas hacia el ánodo. Por encima de 1.5 voltios, las células comenzaron a desaparecer y desaparecer por completo en 30 segundos. A 2.5 voltios,las bacterias desaparecieron casi por completo de la superficie después de un segundo.
El laboratorio de Rice se asoció con el profesor Christopher Arnusch, profesor en el Instituto de Investigación del Agua BGU Zuckerberg que se especializa en la purificación de agua. El laboratorio de Arnusch probó electrodos LIG en una solución cargada de bacterias con 10% de aguas residuales tratadas secundarias y descubrió que después de nueve horasa 2.5 voltios, el 99.9 por ciento de las bacterias murieron y los electrodos resistieron fuertemente la formación de biopelículas.
Los investigadores sospechan que las bacterias pueden desaparecer mediante una combinación de contacto con la superficie rugosa de LIG, la carga eléctrica y la toxicidad de la producción localizada de peróxido de hidrógeno. El contacto puede ser algo así como un pavimento que golpea la rodilla, pero en este caso,todas las bacterias están en la rodilla y los bordes afilados de grafeno destruyen rápidamente sus membranas.
Afortunadamente, las propiedades antiincrustantes de LIG evitan que las bacterias muertas se acumulen en la superficie, dijo Tour.
"La combinación de la inhibición pasiva de la bioincrustación y la eliminación activa de microbios inducida por voltaje probablemente hará de este un material muy buscado para inhibir el crecimiento de incrustaciones naturales problemáticas que afectan a muchas industrias", dijo Tour.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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